JP2014510652A

JP2014510652A - 複合材料製品の製造方法及びその製造装置並びにこの方法又は装置で製造された製品

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Publication number: JP2014510652A
Application number: JP2013553062A
Authority: JP
Inventors: アッティリオ・マシーニ; ニコロ・パシーニ; ルイージ・デ・サリオ
Original assignee: オートモビリランボルギーニソチエタペルアツイオニ
Priority date: 2011-02-11
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: CN103328174B; EP2683535B1; ES2602444T3; EP2683535A1; BR112013020426A2; CN106273558A; RU2013141543A; US20140083606A1; JP6016814B2; WO2012107899A1; CN106273558B; US9278480B2; BR112013020426B1; IT1405233B1; CN103328174A; ITMI20110254A1

Abstract

本発明は、複合材料製品（４４、４８、５２）の製造方法であって、少なくとも次の操作工程:
・複合材料から作られた少なくとも１個の主部品（１８）及び複合材料から作られた１個以上の第２部品（１９、２０、２１、２２）をそれぞれ１個以上の主型（１１、１３）及び１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６）によって成形し；
・樹脂が予め含浸された繊維、特に炭素繊維の１個以上の中間基材（４１）を、少なくとも１個の主型（１１；３１）及び／又は１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６；３５、３６、３７、３８、３９）を備える成形組立体（４０）における該主部品（１８）及び／又は該第２部品（１９、２０、２１、２２）間に配置し；
・該成形組立体（４０）における該中間基材（４１）の樹脂を硬化させ、それによって、該主部品（１８）と該第２部品（１９、２０、２１、２２）とを、該中間基材（４１）を介して互いに結合させること
を含む方法に関する。
また、本発明は、かかる方法で使用することのできる装置に関するものでもある。

Description

本発明は、複合材料製品、特に自動車のモノコック用のシェル及びルーフの製造方法に関する。また、本発明は、かかる方法で使用することのできる装置、並びにこの方法及び／又は装置で製造された製品に関するものでもある。

複合材料、特に炭素繊維から作製されるモノコックは、一般的に、別々に成形される複合材料部品を接着剤及び／又は機械部材、例えばボルトにより互いに固定することによって製造されている。このような既知のモノコックは、その全体構造が複合材料の潜在能力の利用を対象としていないことによる高いコストと、実質的にその製造方法において手作業を用いる場合が多いことによる中レベルの再現性との両方を特徴とする。実際のところ、モノコックは、全て手作業による重層化で別々に成形され、その後手作業で又は粘着鋳型の手段により組み立てられる多数の部品から製造されている。したがって、これらの部品は、自動車産業に特有の伝統的な製造及び組み立て方法に従って、まず製造され、次に組み立てられる。これらの部品は、一般に、樹脂が予め含浸された繊維状炭素基材（プリプレグとして知られている）を用い、これを手作業で層にし、そしてオートクレーブで硬化させる成形方法により得られる。この方法は、長時間の手作業及び高価な材料を必要とし、さらに自動車の他の部品全てに匹敵する再現性を確実にするものではない。そのため、今までに製造されてきたモノコックは、大量生産にさほど適していない。さらに、これらの製造方法は、多関節システムを必要とするところ、これにより、多くの場合、単一の部品を製造するために数十個の型を確保することになる。さらに、これらの製品には、数日以内に作動させなければならないという不利益がある。というのは、その材料は、硬化サイクル前に室温で放置された場合には劣化が著しく、そのため、かかる方法が突然の製造中止に直面せず、不良品を製造してしまうという高いリスクを伴うからである。

したがって、既知のモノコックは非常に高価であり、再現可能な部品が少数という場合が多いため、大量生産するのが困難である。これらの部品は、主として予め含浸された繊維から構成されているが、これらは高価であり、しかもかなりの熟練を要する。これらの製造方法は、製造と組み立てとの明確な分離によりさらに特徴付けられ、使用される型は、限定された寿命を有し、またこれらを使用する製造サイクルは、１個の製造品を考慮して多数の型を使用する。

米国特許第４８８９３５５号には、プリプレグの層を圧縮し、そして３つの主な型内において１回の成形工程で硬化させる方法によって製造された自転車のフレームが記載されている。この公知の成形方法は、前記公知のモノコックの製造方法と実質的に同等である。というのは、該方法は、プリプレグの層を硬化させることによって最終製品を成形するために使用できる主型の数が比較的多いことを必要とするからである。

ＷＯ２００８／０２０１５８号には、プリプレグの層を圧縮し、そして取り外し可能なマンドレルであってこれらのマンドレル上において予備成形工程で予め硬化されたプリプレグから作られた縦通材を含むものを備える主型内で硬化させる方法によって製造された主翼ボックスが記載されている。また、この場合には、主型は、上記公知のモノコックの製造方法と同様に、プリプレグの層を硬化させて構造部品、特に縦通材によって支持された翼面を形成させる１回の成形工程でのみ使用される。

米国特許第４８８９３５５号明細書国際公開第２００８／０２０１５８号パンフレット

したがって、本発明の目的は、上記不利益を有しない方法及び製品を提供することである。この目的は、主な特徴がそれぞれ請求項１及び１４に開示されると共に、多の特徴が残りの請求項に開示される方法及び装置によって達成される。

本発明の方法及び装置は、コストを低下させ、それによって複合材料製品を大量生産量で使用することを可能にするのみならず、制作基準が要求する再現性を確保することを可能にする。

この方法は、少なくとも２種の構成部材を、主構成部材が第２構成部材のための型として作用するように製造する同時硬化工程を含む。その後、両方の構成部材を中間基材により一緒に硬化させ、それによって接着工程を回避する。この方法は、製造方法の間に異なる機能を推測する特定のモジュラーシステムにより得ることができる。

この中間基材は、構成部材間の公差（あるならば）を埋め合わせることを可能にし、それによって、最終製品は正確な形状及びサイズを有する。この目的のために、主構成部材は、好ましくは、２つの主型間においてＲＴＭ法で成形され、その結果、その内壁及びその外壁は、正確な形状及びサイズの表面を有することになる。

また、本発明は、実質的に自動車のコンパートメントに相当するシェルと、このシェルを覆うルーフとを備えるモノコックに関するものでもある。これら２つの構成部材は、好ましくは本発明の方法及び装置により製造される。この方法のコストは、ＲＴＭ（ＲｅｓｉｎＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｕｌｄｉｎｇ；樹脂注入成形法）及びブレーディング方法などのオートクレーブでのプリプレグとは異なる製造技術を多く使用するため、比較的小さい。これら両方の方法は、型の内部に乾燥繊維を敷くことと、その後樹脂を注入することを基礎とする。ブレーディング方法は、マンドレル上の繊維を自動的に織ること及びその後樹脂を注入することを基礎とするのに対し、ＲＴＭ方法は、乾燥ファブリックを堆積させ、その後樹脂を注入することを基礎とする。基材を成形し、その後それらを型に被覆することは自動化でき、それによってこれらの方法で製造された部品をさらに再現可能で経済的なものにすることができる。

型のモジュール性は、型の数の減少のみならず、部品数当たりの型の数の減少を伴う：これまでに製造されてきたモノコックは、例えば、１回の成形工程で製造されている。形状の複雑さ及びサブセットの数により、１個の部品を製造するのに数十個の型が必要になる。しかし、数個の型により多数の部品が製造される本発明の方法及び装置では、正確にはシステムのモジュール性のため、逆の状況である。

この方法及び装置の追加の利点は、製造された部品が後の部品のための型となる、プリプレグよりも積極的ではない方法を大規模で使用するモジュラー型の組合せからなることであり、これは、これまでに使用されてきた伝統的な型の約１５０個の部品という寿命を考慮すると、主型については４００個の部品、第２の型については８００個の部品で予想される型の寿命となる。

したがって、器具の減少は、型数を減少させることのみならず、型の使用中においてそれらの型に関連するメンテナンス及び再生をさらに少なくすることにかかわる。

この方法及び装置の別の利点は、数回の製造工程を並行して実施することができる点にある。数回の非常に複雑な成形工程でこれまでに製造されていたモノコックは、不良品のリスクにさらされる場合が非常に多い。単一の複雑な商品は、単純でかつ特に関連のない多数の工程から構成される別のものよりも確実にエラー及び欠陥が生じやすい。並行して実施される様々な工程は、見込まれるいくつかの部品の作り直し及び見込まれる製造中止の両方を取り扱うのを可能にする。

特定のスペーサーは、モノコックの耐久部分の慣性モーメントを増大させ、それによってこの耐久部分に高い構造的剛性を付与することと、自動車の他の部品との構造的なつながりのためのハウジング金属インサート用の空間を得ることとの両方を可能にする。これらのスペーサーは、好ましくはモノコックの様々な部分に属する基材間に配置されるが、これらは、いくつかの部品の層にも配置できる。

この方法は、スペーサー内における所定の位置にインサートを成形することによって有利に単純化されるため、これらのインサートは、複合材料部材の２つの基材間では成形されず、それによって基材の機能の複雑さが低減される。さらに、これらのインサートは、製造方法の終了時に、この方法を単純化し、また正確に働く最終製品を得るように例えばネジ穴と共に働く。というのは、これらのネジ穴の位置は、インサートとの位置には依存しないが、最終製品の位置を絶対的な基準とすることによって決定されるからである。したがって、この配置では、最終製品において見込まれるインサートの不正確な配置が補正される。

主部材、すなわち、モノコックシェルの内壁は、好ましくはＲＴＭ方法、特にイタリア国特許出願第ＭＩ２０１０Ａ００１０７２号に従うＲＴＭ方法を用いて、いくつかの主型の手段により製造され、かつ、その層の中間部分に、７個のスペーサー、好ましくは、スペーサーの最終形状をとるように硬化されるエポキシフォームが充填された補助型内部に収容される金属インサートを備えるものを収容している。また、これらのインサートは、複合材料、特に炭素繊維から作られた構造要素を含むこともできる。

主部材と第２部材との間、すなわちモノコックシェルの内壁と外壁との間に配置される特定のスペーサーは、同じ方法で常に並行して製造できる。すなわち、インサートを収容し、かつ、空のまま又はエポキシフォームで充填される中空複合材料構造を創り出すことによって製造できる。

本発明の方法、装置及び製品のさらなる利点及び特徴は、以下のその実施形態の詳細かつ非限定的な説明から、添付図を参照することによって当業者に明らかになるであろう。

図１は、本発明の方法の第１工程における補助型の拡大断面図を示す。図２は、本発明の方法の第２工程における図１の補助型の拡大断面図を示す。図３は、図１の補助型により得られたスペーサーを示す。図４は、本発明の方法の第３工程における主型の斜視図を示す。図５は、本発明の方法の第４工程における図４の主型の斜視図を示す。図６は、図５主型の部分拡大断面図を示す。図７は、本発明の方法の第５工程における図６の断面図を示す。図８は、本発明の方法の第５工程における図４の主型の斜視図を示す。図９は、本発明の方法の第６工程における第２型の斜視図を示す。図１０は、本発明の方法の第６工程における第２型の斜視図を示す。図１１は、本発明の方法の第６工程における第２型の斜視図を示す。図１２は、本発明の方法の第６工程における第２型の斜視図を示す。図１３は、本発明の方法の第７工程における図９〜１２の第２型の斜視図を示す。図１４は、本発明の方法の第７工程における図９〜１２の第２型の斜視図を示す。図１５は、本発明の方法の第７工程における図９〜１２の第２型の斜視図を示す。図１６は、本発明の方法の第７工程における図９〜１２の第２型の斜視図を示す。図１７は、本発明の方法の第８工程における型及び部材の斜視図を示す。図１８は、本発明の方法の第９工程における型の斜視図を示す。図１９は、図１８の型の部分拡大断面図を示す。図２０は、本発明の方法の第１０工程における図１９の断面図を示す。図２１は、本発明の方法により製造されたシェルの斜視図である。図２２は、図２１のシェルの上面図を示す。図２３は、図２２の断面ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩを示す。図２４は、図２３の細部ＸＸＩＶを示す。図２５は、図２２の断面図ＸＸＶ−ＸＸＶを示す。図２６は、図２５の細部ＸＸＶＩを示す。図２７は、本発明の方法により製造されたルーフの斜視図を示す。図２８は、図２１のシェル及び図２７のルーフを備えるモノコックを示す。

図１を参照すると、この方法の第１工程において、１個以上の第１インサート１、２は、１個以上の補助型３、４内に、特にこれらの型の少なくとも一つの機能性表面と接触した状態で配置されていることが分かる。第１インサート１、２は、好ましくは、金属、特にアルミニウム若しくは軽合金、複合材料、特に炭素繊維、又はこれらの材料の組合せから、例えば予備工程において２個以上の繊維基材間で金属インサートを成形することによって作られる。補助型３、４は、好ましくは複合材料、特に炭素繊維から作られる。補助型３及び／又は４は、好ましくは第１インサート１、２を所定位置で保持するための突出部５及び／又は座部６を備える。この目的のために、第１インサート１、２は、該突出部５及び／又は座部６と補完的な形状を有する。特に、突出部５は、第１インサート１内に形成された対応する孔に、好ましくは摩擦を伴って挿入され、それによって補助型３、４を逆にした場合であってもインサート１が適切な位置にとどまるように構成されたピンである。また、インサート２は、座部６内に摩擦を伴って配置できる。

図２を参照すると、該方法の第２工程において、プラスチック材料７を、入口及び出口８を介して補助型３、４に挿入し、その後、補助型３、４を８０℃〜１５０℃の温度のオーブンで加熱することによって硬化させることが分かる。好ましくは、補助型３、４を、プラスチック材料７をそれらに均一に分布させるように、それらの加熱中に回転させる。プラスチック材料７は、好ましくは、硬化中に膨張する所定の材料、特にエポキシフォームである。

図３を参照すると、エポキシフォームを硬化させた後に、補助型３、４を５０℃未満の温度にまで冷却し、開け、そして、特に複合材料製品用の第１スペーサーを形成する生成物７から分離することが分かる。すなわち、スペーサー７は、第１スペーサー７から突出する又は第１スペーサー７の外側から見える表面を有することのできる第１インサート１、２を少なくとも部分的に取り込む硬化エポキシフォームを含む。この場合、ピン５用のインサート１の孔９は外側に開いている。

図４〜６を参照すると、本発明の方法の第３工程において、１個以上、特に２個の、好ましくは乾燥した、すなわち０〜１０重量％、好ましくは５重量％の量の樹脂が加えられた繊維、特に炭素繊維の第１主基材１０が第１主型１１の少なくとも一つの機能性表面上に配置されていることが分かる。１個以上の第１スペーサー、特に上記のとおりに製造された１個以上の第１インサート１、２を有する１個以上の第１スペーサー７は、第１主基材１０及び／又は第１主型１１と接触した状態で配置できる。続いて、１個以上、特に２個の、好ましくは乾燥した繊維、特に炭素繊維の第２主基材１２を第１主基材１０及び／又は第１主型１１及び／又は第１スペーサー７上に配置する。第１スペーサー７の少なくとも一部は、好ましくは第１主基材１０と第２主基材１２との間に配置される。少なくとも１個の第２主型１３は、例えば補助ピン及び補助孔により第１主型１１に連結され、かつ、例えば機械固定装置、特にトグルラッチ及び／又はネジにより第１主型１１に固定され、それにより第１主基材１０と、第１スペーサー７と、第２主基材１２とが主型１１、１３の機能性表面間に配置される。主型、特に第２主型１３は、成形品内にそれぞれ下部切断部及び／又は深い空洞を形成するための移動間仕切１４及び／又はブロック１５を備えることができる。図４では、主基材１０、１２は、単純化するために正方形の形状で示されているが、各主基材１０、１２は、様々な形状、サイズ、厚み及びウェフト（wefts）を有する複数の部分に分割でき、該部分は、好ましくは数値制御機によって切断される。また、第１スペーサー７は、図４に示すものとは異なる形状及び／又は寸法を有することもできる。

該方法の第４操作工程において、複合材料用の樹脂１６を、０．５ｂａｒ〜３．５ｂａｒ、特に１．５〜２．５ｂａｒの圧力で、主型１１、１３間にある１個以上の入口１７を介して注入し、好ましくは０．５ｂａｒ未満の圧力、特に０．００１〜０．０２ｂａｒの圧力で１個以上の出口を介して排出して主基材１０、１２に樹脂１６を含浸させる。その後、樹脂１６を、オーブン内で主型１１、１３を加熱することによって硬化させて少なくとも１個の主部品を成形する。好ましくは、主型１１及び／又は１３を、特に２５℃〜７０℃の温度で加熱してから、これらに樹脂１６を注入する。主型１１及び／又は１３は、好ましくは複合材料から作られ、特にこれらは、完成した型１１及び／又は１３を得るための予備工程で硬化される樹脂に予め含浸された複数の繊維基材、特に炭素繊維により構成される。第１主型１１は、主としての凸状の機能性表面を有するのに対し、第２主型１３は、主として凹状の機能性表面を有する。特に、第１主型１１は、凹状路によって隔てられた２つの凸部を持つ機能性表面を有するのに対し、第２主型１３は、凸状路によって隔てられた２つの凹部を持つ機能性表面を有する。第１主型１１の凸部及び／又は凹状路及び／又は第２主型１３の凹部及び／又は凸状路の断面は、実質的に長方形又は実質的に台形である。

図７及び８を参照すると、該方法の第５工程において、主型１１、１３を冷却し、４０℃〜７０℃の温度で開放し、続いて主基材を備える主部品１８から分離し、ここで、該主基材は、樹脂１６と共に硬化してそれぞれ主部品１８の少なくとも一つの内壁１０及び／又は少なくとも一つの外壁１２を形成し、これらの壁１０、１２間には少なくとも１個の第１スペーサー７が配置されていることが分かる。該方法の別の工程では、主部品１８は、内壁１０が第１主型１１の機能性表面と接触した状態を保持するように、第１主型１１上にある。

図９〜１２を参照すると、前工程の前、間又は後に実施できる該方法の第６工程において、１個以上、特に２個の、好ましくは予め含浸された（プリプレグ）、すなわち１０重量％を超える量の樹脂と結合した繊維、特に炭素繊維の第２基材１９、２０、２１、２２がそれぞれ少なくと１個の第１の第２型２３、少なくとも１個の第２の第２型２４、少なくとも１個の第３の第２型２５及び少なくとも１個の第４の第２型２６の少なくとも一つの機能性表面上に配置されているのが分かる。１個以上の、好ましくは金属、特にアルミニウム若しくは軽合金及び／又は複合材料から作られたプレートの第２インサート２７、２８、２９、３０を２個の第２基材間又は第２基材と第２型との間又は第２基材の外側（この場合、第２インサートと第２型との間に配置される）に配置することができる。図９及び１２では、第２インサート２７、３０は、それぞれ２個の第２基材１９又は２２の間に配置されているのに対し、図１０及び１１では、第２インサート２８、２９は、それぞれ第２基材２０、２１と第２第２型２４又は第３第２型２５との間に配置されている。図９〜１２では、第２基材１９、２０、２１、２２は、単純にするために長方形の形状で示されているが、各第２基材１９、２０、２１、２２は、様々な形状、サイズ、厚み及び／又はウェフトを有する複数の部分に分割されていてもよい。また、第２インサート２７、２８、２９、３０は、図９〜１２に示されたものとは異なる形状及び／又は寸法を有することもできる。

第２型２３、２４、２５、２６を第２基材１９、２０、２１、２２及び第２インサート２７、２８、２９、３０と共に真空バッグに挿入し、１２０℃よりも高い温度に加熱し、そして５ｂａｒよりも高い圧力のオートクレーブ内に配置し、それによって第２基材１９、２０、２１、２２及び第２インサート２７、２８、２９、３０を第２型２３、２４、２５、２６に押しつけると共に、第２基材１９、２０、２１、２２を硬化させる。

図１３〜１６を参照すると、該方法の第７工程において、第２基材１９、２０、２１、２２は、樹脂を硬化させた後に、第２型２３、２４、２５、２６の少なくとも一つの機能性表面に対応する少なくとも一つの表面を有する第２部品１９、２０、２１、２２を形成することが分かる。第２部品１９、２０、２１、２２は、第２型２３、２４、２５、２６から分離していてもよいし、これらの上にあっていてもよい。第２型２３、２４、２５、２６は、主として凹状の機能性表面を有する。

図１７を参照すると、該方法の第８工程において、主部品１８が第１主型１１の機能性表面に実質的に等しい少なくとも一つの機能性表面を有する少なくとも１個の追加の第１主型３１上に配置されていること、或いは主部品１８が第１主型１１上にあることが分かる。好ましくは少なくとも一つの接着層で覆われた１個以上、特に３個の第２スペーサー３２、３３、３４が主部品１８上に配置される。少なくとも一つの接着層は、好ましくは、第２スペーサー３２、３３、３４で覆われていない主部品１８の部分に適用され、その後、１個以上、特に２個の、樹脂に予め含浸された繊維、特に炭素繊維（プリプレグ）中間基材（図には示されていない）が第２スペーサー３２、３３、３４及び／又は第１主型１１若しくは３１上に配置された主部品１８上に配置される。

主部品１８及び／又は第２スペーサー３２、３３、３４上に中間基材を付着させる間に、中間基材を少なくとも１個の付着防止シートで覆うことができ、また、第２部品１９、２０、２１、２２を中間基材上に一時的に設置して、好ましくは第２型２３、２４、２５、２６を第２部品１９、２０、２１、２２上に配置することによって第２スペーサー３２、３３、３４の正確な位置を確認することができ、その後第２部品１９、２０、２１、２２及び付着防止シートを除去する。

その後、中間基材を真空バッグにより主部品１８に押圧し、その後、少なくとも一つの接着層を、好ましくは中間基材上に配置する。その後、第２部品１９、２０、２１、２２中間基材及び／又は第２スペーサー３２、３３、３４及び／又は主部品１８上に、それぞれ第２型２３、２４、２５、２６の機能性表面に実質的に等しい少なくとも一つの機能性表面を有する追加の第２型３５、３６、３７、３８によって配置する。追加の第２型３５、３６、３７、３８の代わりに、第２部品１９、２０、２１、２２が第２型２３、２４、２５、２６上に配置される。

主型１１、１３及び／又は３１及び第２型２３、２４、２５、２６及び／又は３５、３６、３７、３８は、好適には、対応する形状及び／又は構造要素、例えば孔及びピンとの機械的結合を実施するために、第２主型１３の機能性表面の少なくとも一部に実質的に等しい機能性表面を有する少なくとも１個の主型１１、１３、３１及び／又は少なくとも１個の第２型２３、２４、２５、２６、３５、３６、３７、３８及び／又は少なくとも１個の追加の第２型３９の形状及び／又は構造要素、例えばピン及び孔を有する表面を備える。

図１８を参照すると、該方法の第９工程において、第１主型１１及び／又は３１並びに第２型２３、２４、２５、２６、３５、３６、３７、３８及び／又は３９を機械固定装置、特にトグルラッチ及び／又はネジにより互いに固定してモジュール成形組立体４０を形成することが分かる。第１主型１１及び／又は３１は、好ましくはキャリッジ（図示しない）上に取り付けられており、該キャリッジは、成形組立体４０を容易に移動させることを可能にするように型とキャリッジとの間の相互運動を可能にするロッキングシステムを備える。

図１９を参照すると、主部品１８と、第２インサート２８を備える第２部品２０とが第１主型、例えば追加の第１主型３１と、第２型、例えば追加の第２の第２型３６との間に配置されていることが分かる。第２スペーサー３３は、主部品１８と第２部品２０との間に配置されるのに対し、中間基材４１は、第２スペーサー３３と第２部品２０との間に配置される。第２スペーサー３２、３３及び／又は３４は、好ましくは複合材料、特に炭素繊維、好ましくは乾燥炭素繊維から作られ、かつ、予備工程でＲＴＭ又は編組方法により成形されて、空のままであることができる又はプラスチック材料、特にエポキシフォームが充填できる空洞４３を有する中空体４２が形成される。その後、成形組立体４０を、特にオーブン内で少なくとも１３０℃に及び／又は少なくとも３時間にわたって加熱して中間基材４１の樹脂を硬化させ、この硬化後に、単体を主部品１８、第２部品１９、２０、２１、２２及び／又は第２スペーサー３２、３３、３４と共に形成させる。成形組立体４０における中間基材４１の樹脂を硬化させる間に、追加の主部品を主型１１、１３により成形することができ、及び／又は１個以上の追加の第２部品を第２型２３、２４、２５、２６により成形することができる。

図２０を参照すると、該方法の第１０工程において、成形組立体４０を開放し、そして硬化した中間基材４１により第２部品１９、２０、２１、２２に結合した主部品１８を備える最終製品４４を主型３１と、第２型３５、３６、３７、３８、３９とから分離することが分かる。その後、最終製品４４を支持材上に設置し、続いて好ましくは数値制御ツールにより５つの軸上で機械的に動かして最終製品４４、特に最終製品４４に含まれるインサート、例えば第１インサート１及び第２インサート２８に、構造要素及び／又は構造を最終製品４４に固定するためのネジ穴４５及び／又は非ネジ穴４６及び／又は凹部４７及び／又は開口部を形成する。また、外側に面する少なくとも一つの表面を有する金属インサート、例えば第２インサート２８の表面を新しくして正確な寸法及び位置の基準表面を得ることもできる。

図２１〜２６を参照すると、モノコックのシェル４８が上記最終製品４４を備えることができる、すなわち該シェルが本発明に従う方法及び／又は型により作製できることが分かる。この場合、シェル４８は、主部品１８を備える少なくとも一つの内部構造を備え、この内部構造は、第２部品１９、２０、２１、２２を備える外部構造に連結している。モノコックのドア枠に相当する、シェル４８の下部側部は、好ましくは実質的に管状形状を有する及び／又は中空である及び／又は編組技術で作製される第２スペーサー３２、３４を備える。少なくとも１個のインサート４９は、第２スペーサー３２、３４内に配置できる。モノコック内において座部の後ろにあるベンチに相当する、シェル４８の下部後部は、好ましくは中空である及び／又はＲＴＭ方法により作製される第２スペーサー３３を備える。モノコックのウィンドスクリーンの基部に相当する、シェル４８の上部前部は、第２主型１３のブロック１５により得られる、少なくとも一対の実質的に楔状の空洞５０、５１を備える。

図２７及び２８を参照すると、モノコックのルーフ５２が上記最終製品４４を備えることができること、すなわち、本発明に従う方法及び／又は型により作製できることが分かる。ルーフ５２は、フロントガラス用のフレームの下に下方に突出しかつ空洞５０、５１の形状に対して実質的に相補的な形状、すなわち、実質的にくさび状の形状を持つ少なくとも一対の突起５３、５４を有するため、最終組み立て工程において、ルーフ５２を、突起５３、５４を空洞５０、５１内に好ましくは接着剤により固定することによってシェル４８上に固定して、モノコック５５を形成することができる。ルーフ５２は、機械固定部材でもシェル４８に固定できる。

当業者であれば、ここで説明しかつ例示した実施形態に対する任意の変形及び／又は付加を請求の範囲内に保持しつつなし得る。特に、本発明のさらなる実施形態は、本明細書に記載された及び／又は図面に例示された１以上の技術的特徴を個々に又は相互の組合せで取り入れて追加した請求項の一つの技術的特徴を含むことができる。

１第１インサート
２第１インサート
３補助型
４補助型
５突出部
６座部
７スペーサー
９孔
１０主基材
１１主型
１２主基材
１３主型
１６樹脂
１７入口
１８主部品
１９第２部品
２０第２部品
２１第２部品
２２第２部品
２３第２型
２４第２型
２５第２型
２６第２型
３１主型
３５第２型
３６第２型
３７第２型
３８第２型
３９第２型
４０成形組立体
４１中間基材
４４複合材料製品
４８複合材料製品
５２複合材料製品

Claims

複合材料製品（４４、４８、５２）の製造方法であって、少なくとも次の操作工程:
・複合材料から作られた少なくとも１個の主部品（１８）及び複合材料から作られた１個以上の第２部品（１９、２０、２１、２２）をそれぞれ１個以上の主型（１１、１３）及び１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６）により成形し;
・樹脂が予め含浸された繊維、特に炭素繊維の１個以上の中間基材（４１）を、少なくとも１個の主型（１１；３１）及び／又は１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６；３５、３６、３７、３８、３９）を備える成形組立体（４０）内における該主部品（１８）及び／又は該第２部品（１９、２０、２１、２２）間に配置し；
・該成形組立体（４０）における該中間基材（４１）の樹脂を硬化させ、それによって、該主部品（１８）と該第２部品（１９、２０、２１、２２）とを、該中間基材（４１）を介して互いに結合させること
を含むことを特徴とする方法。
前記主部品（１８）を成形するために使用される少なくとも１個の主型（１１）が前記成形組立体（４０）の少なくとも１個の主型（１１）であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記成形組立体（４０）の少なくとも１個の主型（３１）が前記主部品（１８）を成形するために使用される少なくとも１個の主型（１１）の機能性表面に実質的に等しい少なくとも一つの機能性表面を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
前記第２部品（１９、２０、２１、２２）を成形するために使用される１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６）が前記成形組立体（４０）の第２型（２３、２４、２５、２６）であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
前記成形組立体（４０）の１個以上の第２型（３５、３６、３７、３８）が前記第２部品（１９、２０、２１、２２）を成形するために使用される１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６）の機能性表面に実質的に等しい少なくとも一つの機能性表面を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
前記成形組立体（４０）の少なくとも１個の第２型（３９）が、前記主部品（１８）を成形するために使用される主型（１３）の機能性表面の少なくとも一部に実質的に等しい機能性表面を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
前記主型（１１、１３；３１）及び前記第２型（２３、２４、２５、２６；３５、３６、３７、３８、３９）が、少なくとも１個の主型（１１、１３；３１）及び／又は少なくとも１個の第２型（２３、２４、２５、２６；３５、３６、３７、３８、３９）の対応する形状及び／又は構成要素との機械的結合を実施するための形状及び／又は構成要素を有する表面を備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
前記主型（１８）を、１個以上の繊維、特に乾燥炭素繊維の主基材（１０、１２）を少なくとも２個の主型（１１、１３）間で成形することによって得る、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
１個以上の第２部品（１９、２０、２１、２２）を、少なくとも１個の第２型（２３、２４、２５、２６）上で、樹脂が予め含浸された繊維、特に炭素繊維の１個以上の第２基材（１９、２０、２１、２２）を成形することによって得ることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
前記複合材料製品（４４、４８、５２）を、前記中間基材（４１）の樹脂を硬化させた後に機械的に動かすことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
前記中間基材（４１）を、それらの樹脂を硬化させる前に真空バッグの手段により前記主部品（１８）に押圧することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
少なくとも一つの接着層を、前記中間基材（４１）上にそれらの樹脂を硬化させる前に配置することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
前記成形組立体（４０）における前記中間基材（４１）の樹脂の硬化中に、追加の主部品を主型（１１、１３）により成形し、及び／又は１個以上の追加の第２部品を第２型（２３、２４、２５、２６）により成形することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
少なくとも１個の主部品（１８）を成形するように構成された少なくとも２個の主型（１１、１３；３１）を備える、複合材料製品（４４、４８、５２）を製造するための装置であって、１個以上の第２部品（１９、２０、２１、２２）を成形するように構成された１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６；３５、３６、３７、３８、３９）が、該主部品（１８）及び該第２部品（１９、２０、２１、２２）を備える製品（４４、４８、５２）を成形するように構成された成形組立体（４０）形成するために少なくとも１個の主型（１１；３１）及び／又は少なくとも１個の第２型（２３、２４、２５、２６；３５、３６、３７、３８、３９）の対応する形状及び／又は構成要素との機械的結合を実施するための形状及び／又は構成要素を有する表面を備えることを特徴とする装置。
前記主部品（１８）を成形するように構成された少なくとも１個の主型（１１）が前記成形組立体（４０）の少なくとも１個の主型（１１）であることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
前記成形組立体（４０）の少なくとも１個の主型（３１）が前記主部品（１８）を成形するように構成された少なくとも１個の主型（１１）の機能性表面に実質的に等しい少なくとも一つの機能性表面を有することを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の装置。
前記第２部品（１９、２０、２１、２２）を成形するように構成された１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６）が前記成形組立体（４０）の第２型（２３、２４、２５、２６）であることを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれかに記載の装置。
前記成形組立体（４０）の１個以上の第２型（３５、３６、３７、３８）が、前記第２部品（１９、２０、２１、２２）を成形するように構成された１個以上の第２型（２３、２４、２５、２６）の機能性表面に実質的に等しい少なくとも一つの機能性表面を有することを特徴とする、請求項１４〜１７のいずれかに記載の装置。
前記成形組立体（４０）の少なくとも１個の第２型（３９）が、前記主部品（１８）を成形するように構成された主型（１３）の機能性表面の少なくとも一部に実質的に等しい機能性表面を有することを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれかに記載の装置。
前記第１主型（１１；３１）が主として凸状の機能性表面を有するのに対し、前記第２主型（１３）が主として凹状の機能性表面を有することを特徴とする，請求項１〜１９のいずれかに記載の方法又は装置。
前記第１主型（１１；３１）が凹状路によって隔てられた２個の凸部を持つ機能性表面を有するのに対し、前記第２主型（１３）が凸状路によって隔てられた２個の凹部を持つ機能性表面を有することを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに方法又は装置。
前記第１主型（１１；３１）の前記凸部及び／又は前記凹状路の断面及び／又は前記第２主型（１３）の前記凹部及び／又は前記凸状路の断面が実質的に長方形又は実質的に台形であることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれかに記載の方法又は装置。
前記第２型（２３、２４、２５、２６）が主として凹状の機能性表面を有することを特徴とする、請求項１〜２２のいずれかに記載の方法又は装置。
複合材料から作られた少なくとも１個の主部品（１８）と複合材料から作られた少なくとも１個の第２部品（１９、２０、２１、２２）とを備える複合材料製品（４４、４８、５２）であって、該主部品（１８）及び該第２部品（１９、２０、２１、２２）が、該主部品（１８）及び／又は第２部品（１９、２０、２１、２２）間に配置される、予め樹脂が含浸された繊維、特に炭素繊維の中間基材（４１）を介して互いに結合したことを特徴とする複合材料製品。
前記主部品（１８）及び／又は前記１個以上の第２部品（１９、２０、２１、２２）が１個以上のインサート（１、２、２７、２８、２９、３０）を備えることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法又は請求項２４に記載の製品。
前記主部品（１８）内又は該主部品（１８）と１個以上の第２部品（１９、２０、２１、２２）との間に１個以上のスペーサー（７、３２、３３、３４）が配置された、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法又は請求項２４若しくは２５に記載の製品。
前記スペーサー（７、３２、３３、３４）が１個以上のインサート（１、２、４９）を備えることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法又は請求項２６に記載の製品。
前記スペーサー（３２、３３、３４）が少なくとも一つの接着層で覆われたことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法又は請求項２４〜２７のいずれかに記載の製品。
前記スペーサー（７、３２、３３、３４）がエポキシフォームを含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法又は請求項２４〜２８のいずれかに記載の製品。
前記インサート（１、２、２７、２８、２９、３０）は、表面が新しくされ及び／又はねじ穴（４５）及び／又は非ねじ穴（４６）及び／又は凹部（４７）及び／又は開口部を備えることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法又は請求項２４〜２９のいずれかに記載の製品。
請求項１〜１３のいずれかに記載の方法又は請求項１４〜２３のいずれかに記載の装置で製造されたことを特徴とする、請求項２４〜３０のいずれかに記載の製品。
請求項２４〜３１のいずれかに記載の製品を備えることを特徴とする、モノコックのシェル（４８）。
主部品（１８）を備える少なくとも一つの内部構造を備え、該内部構造が第２部品（１９、２０、２１、２２）を備える外部構造に結合したことを特徴とする、請求項３２に記載のシェル。
その底部側部が実質的に管状の形状を有し及び／又は中空であるスペーサー（３２、３４）を備えることを特徴とする、請求項３２又は３３に記載のシェル。
その下部後部部分が中空スペーサー（３３）を備えることを特徴とする、請求項３２〜３４のいずれかに記載のシェル。
その前部部分が少なくとも一対の略楔状空洞部（５０、５１）を備えることを特徴とする、請求項３２〜３５のいずれかに記載のシェル。
請求項２４〜３１のいずれかに記載の製品を備えることを特徴とする、モノコックのルーフ（５２）。
下方に突出し、かつ、略楔状である、少なくとも一対の突起部（５３、５４）を備えることを特徴とする、請求項３７に記載のルーフ。
請求項３２〜３６のいずれかに記載のシェル（４８）及び／又は請求項３７又は３８に記載のルーフ（５２）を備えることを特徴とする、モノコック（５５）。
前記シェル（４８）が、前記空洞部（５０、５１）内に前記突起部（５３、５４）を粘着性物質により固定することにより前記ルーフ（５２）に結合されたことを特徴とする、請求項３９に記載のモノコック。